گالوانیزه گرم چیست؟ هر آنچه باید بدانید

گالوانیزه گرم، روشی اقتصادی و موثر برای محافظت از فلزات در برابر خوردگی است. با ایجاد یک لایه محافظ از جنس روی بر روی سطح فلز، این روش از زنگ‌زدگی جلوگیری کرده و طول عمر سازه‌های فلزی را افزایش می‌دهد. مراحل گالوانیزه گرم شامل تمیزکاری سطح، غوطه‌وری در وان مذاب روی و خنک‌سازی قطعه است. این فرآیند به دلیل سادگی و هزینه پایین، در صنایع مختلف کاربرد گسترده‌ای دارد. برای افزایش طول عمر و مقاومت فلزات در برابر عوامل فرسایشی، روشی به نام گالوانیزه کردن وجود دارد. در این روش، با ایجاد یک لایه محافظ از جنس روی بر روی سطح فلز، از اکسیداسیون و زنگ‌زدگی آن جلوگیری می‌شود.

به عبارت دیگر، گالوانیزاسیون مانند سدی مستحکم عمل کرده و از نفوذ رطوبت و اکسیژن به داخل فلز جلوگیری می‌کند. این فرآیند نه تنها از خوردگی فلز جلوگیری می‌کند، بلکه به دلیل هزینه پایین‌تر نسبت به موادی مانند فولاد ضد زنگ، به عنوان یک انتخاب اقتصادی برای صنایع مختلف مطرح است.

مراحل اجرای گالوانیزه گرم

برای اجرای گالوانیزاسیون گرم باید چند مرحله انجام شود که در ادامه به آن ها اشاره خواهیم کرد:

چربی گیری

در فرایند آماده‌سازی سطح فولاد برای پوشش‌دهی، غوطه‌وری در حمام قلیایی داغ به عنوان روشی کارآمد برای حذف آلاینده‌های سطحی همچون چربی، روغن و ذرات چسبنده به کار می‌رود. این عملیات که معمولاً در دمای 70 تا 90 درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود، با ایجاد واکنش‌های شیمیایی، آلودگی‌های آلی را از سطح فلز جدا کرده و آن را برای مراحل بعدی آماده می‌سازد.

مدت زمان این فرآیند به میزان آلودگی سطح بستگی دارد و معمولاً بین 5 تا 15 دقیقه کافی است. هم زدن آرام محلول در طول فرآیند، به نفوذ بهتر محلول به درون منافذ سطح و افزایش کارایی تمیزکاری کمک شایانی می‌کند. با این حال، آلاینده‌های مقاوم‌تر مانند رنگ‌های روغنی یا زنگ زدگی‌های عمیق نیازمند استفاده از مواد شیمیایی قوی‌تر هستند. پس از اتمام مرحله چربی‌گیری، شستشوی کامل قطعه با آب، آخرین مرحله قبل از آغاز فرایند پوشش‌دهی است.

اسیدشویی

پس از آماده‌سازی اولیه، قطعات فولادی برای زدودن کامل آلودگی‌های اکسیدی، در محلولی اسیدی غوطه‌ور می‌شوند. این حمام اسیدی که معمولاً حاوی اسید کلریدریک با غلظت مناسب است، زنگ زدگی و پوسته‌های اکسیدی را از سطح فلز جدا کرده و آن را برای پوشش‌دهی نهایی آماده می‌سازد. برای جلوگیری از آسیب دیدن فلز پایه و مخزن اسید، از مواد بازدارنده خوردگی استفاده می‌شود. شستشوی کامل قطعات پس از اسیدشویی، از انتقال آلودگی‌ها به مراحل بعدی جلوگیری کرده و کیفیت پوشش نهایی را بهبود می‌بخشد. لازم به ذکر است که وجود آلودگی‌های شدید و زنگ زدگی‌های عمیق، علاوه بر کاهش کارایی فرایند اسیدشویی، منجر به افزایش مصرف مواد مصرفی در مرحله گالوانیزه و کاهش کیفیت پوشش نهایی می‌شود.

فلاکس زنی

پس از پاکسازی اولیه، قطعات فولادی برای آماده‌سازی نهایی پوشش‌دهی، در محلولی حاوی ترکیبات آمونیوم و روی غوطه‌ور می‌شوند. این حمام شیمیایی با ایجاد یک لایه محافظ نازک بر روی سطح فلز، از اکسیداسیون مجدد آن جلوگیری کرده و چسبندگی پوشش نهایی را بهبود می‌بخشد. این مرحله که فلاکس‌زنی نام دارد، یک گام ضروری در فرآیند گالوانیزه است و بدون انجام آن، کیفیت پوشش نهایی به شدت کاهش می‌یابد. پس از این مرحله، قطعات در دمای مناسب خشک شده و برای پوشش‌دهی در مذاب روی آماده می‌شوند.

گالوانیزه گرم

پس از آماده‌سازی دقیق، قطعات فلزی برای پوشش‌دهی در حمامی از روی مذاب با دمایی بسیار بالا غوطه‌ور می‌شوند. این دما، سیالیت فلز روی را افزایش داده و به ایجاد پیوندی محکم بین فلز پایه و پوشش کمک می‌کند. پس از اتمام فرایند، قطعات خارج شده و با تکان‌های ملایم از شر ذرات اضافی روی پاکسازی می‌شوند.

کنترل کیفی

پس از سرد شدن قطعات گالوانیزه شده، لایه اضافی روی که به سطح فلز چسبیده است، به روش‌های مکانیکی مانند سایش با ابزارهای دستی یا برقی از سطح جدا می‌شود. همچنین، نواحی که به طور کامل پوشش داده نشده‌اند یا دارای نقص هستند، مطابق با استانداردهای بین‌المللی شناسایی و ترمیم می‌شوند. در صورتیکه این نواقص قابل اصلاح نباشند، قطعه مردود شده و مجدداً فرآیند گالوانیزه بر روی آن تکرار می‌گردد.

مقایسه گالوانیزه گرم با سرد

گالوانیزاسیون گرم و سرد دو روش متفاوت برای پوشش‌دهی فلزات با روی هستند، اما هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. در گالوانیزاسیون گرم، فلز در حمام مذاب روی غوطه‌ور می‌شود که باعث ایجاد پوششی ضخیم، یکنواخت و بسیار مقاوم در برابر خوردگی می‌گردد. این روش برای محیط‌های سخت مانند سازه‌های صنعتی و تجهیزات بیرونی مناسب است.

 

در مقابل، گالوانیزه سرد (معروف به گالوانیزاسیون الکتریکی) از طریق الکترولیز روی روی سطح فلز اعمال می‌شود. این روش پوششی نازک‌تر و با ظاهری صیقلی ایجاد می‌کند که برای مصارف تزئینی یا محیط‌های کم‌خطر مناسب‌تر است.

در ادامه به تفاوت های مختلف این دو روش خواهیم پرداخت:

• فرآیند:

گالوانیزاسیون گرم شامل غوطه ور کردن قطعات فولادی در حمام مذاب روی در دمای بالا است، در حالی که گالوانیزاسیون سرد از جریان الکتریکی برای نشاندن لایه نازکی از روی بر روی قطعه استفاده می‌کند.

• ضخامت پوشش:

پوشش ایجاد شده در گالوانیزاسیون گرم ضخیم‌تر و مقاوم‌تر است، در حالی که پوشش گالوانیزاسیون سرد نازک‌تر و مقاومت کمتری دارد.

• مقاومت به خوردگی:

گالوانیزاسیون گرم به دلیل ضخامت بیشتر پوشش و ایجاد لایه آلیاژی، مقاومت به خوردگی بسیار بالاتری دارد، در حالی که گالوانیزاسیون سرد مقاومت به خوردگی کمتری دارد.

• کاربردها:

گالوانیزاسیون گرم در صنایع مختلفی مانند ساختمان‌سازی، خودروسازی، برق و مخابرات کاربرد دارد، در حالی که گالوانیزاسیون سرد بیشتر برای قطعات کوچک و پیچیده استفاده می‌شود.

• هزینه:

گالوانیزاسیون گرم هزینه بالاتری نسبت به گالوانیزاسیون سرد دارد.

• دما:

گالوانیزاسیون گرم در دمای بالا (حدود ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد) انجام می‌شود، در حالی که گالوانیزاسیون سرد در دمای محیط انجام می‌شود.

• تأثیر بر قطعه:

گالوانیزاسیون گرم ممکن است باعث تغییر شکل قطعات نازک یا پیچیده شود، در حالی که گالوانیزاسیون سرد تأثیر کمتری بر قطعه دارد.

 

مزایای گالوانیزاسیون گرم

ورق گالوانیزاسیون دارای ویژگی های خاصی است که در ادامه به آن ها اشاره خواهیم کرد:

• هزینه پایین تر

یکی از دلایل اصلی استقبال گسترده از فرایند گالوانیزه به عنوان روشی مؤثر برای محافظت از فلزات در برابر خوردگی، هزینه بهینه آن است. این روش نه تنها از بهترین و کارآمدترین روش‌های موجود برای جلوگیری از زنگ‌زدگی فلز محسوب می‌شود، بلکه از نظر اقتصادی نیز بسیار مقرون به صرفه بوده و هزینه تمام شده محصول نهایی را کاهش می‌دهد. به همین دلیل، استفاده از ورق‌های گالوانیزه در صنایع مختلف، از جمله ساختمان‌سازی، به عنوان یک انتخاب هوشمندانه و مقرون به صرفه مطرح است.

• کاهش چشمگیر هزینه‌های نگهداری

علاوه بر مزیت اقتصادی در مرحله تولید، فرایند گالوانیزه گرم با کاهش قابل توجه هزینه‌های نگهداری و تعمیر و همچنین هزینه‌های ناشی از توقف خط تولید در صورت بروز مشکل، توجیه اقتصادی بسیار بالایی دارد.

• طول عمر بالاتر

یکی از مزایای برجسته فرایند گالوانیزه گرم، بالارفتن عمر محصولات فلزی است؛ به طوری که ورق‌های گالوانیزه گرم به طور متوسط ۲۰ تا ۳۰ سال دوام می‌آورند.

• استانداردهای بالاتر کیفی

با توجه به عملکرد فوق‌العاده پوشش گالوانیزه گرم در محافظت از فلز در برابر عوامل محیطی، این روش به عنوان استاندارد طلایی در صنعت پوشش‌دهی فلزات شناخته شده و جایگاه ویژه‌ای در میان مصرف‌کنندگان دارد.

• عمر طولانی‌تر پوشش محافظ

با استفاده از روش گالوانیزه گرم، می‌توان به یک لایه محافظ بسیار مقاوم و بادوام دست یافت که در برابر عوامل مخرب محیطی از جمله رطوبت، مواد شیمیایی و سایش مکانیکی به شدت مقاوم است.

• مقاوم در برابر شدیدترین شرایط محیطی

با نفوذ پوشش گالوانیزه گرم در ساختار فلز، یک حفاظت کاتدی کامل ایجاد می‌شود که تمامی منافذ و ترک‌های سطح را پوشش داده و از نفوذ عوامل خورنده به داخل فلز جلوگیری می‌کند.

معایب گالوانیزاسیون گرم

گالوانیزاسیون گرم، با وجود مزایای فراوان، معایبی نیز دارد که در ادامه به برخی از آنها اشاره می‌شود:

• تغییر شکل قطعات:

دمای بالای حمام مذاب روی (حدود ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد) می‌تواند باعث تغییر شکل قطعات نازک یا پیچیده شود. این امر به ویژه در مورد قطعاتی که دارای ابعاد دقیق هستند یا نیاز به تلرانس‌های خاصی دارند، مشکل‌ساز خواهد بود.

• پدیده تردی هیدروژنی:

در برخی موارد، به ویژه در مورد فولادهای با مقاومت بالا، فرآیند گالوانیزاسیون گرم می‌تواند منجر به جذب هیدروژن توسط قطعه و ایجاد پدیده تردی هیدروژنی شود. این پدیده می‌تواند باعث کاهش چقرمگی و افزایش احتمال شکست قطعه در شرایط بارگذاری شود.

• ضخامت ناهمگن پوشش:

ضخامت پوشش روی در روش گالوانیزاسیون گرم ممکن است در نقاط مختلف قطعه متفاوت باشد. این امر می‌تواند منجر به کاهش مقاومت به خوردگی در نقاطی با پوشش نازک‌تر شود.

• هزینه بالا:

گالوانیزاسیون گرم در مقایسه با سایر روش‌های پوشش‌دهی، مانند رنگ‌آمیزی یا پوشش‌های الکترولیتی، هزینه بالاتری دارد. این امر می‌تواند برای پروژه‌های بزرگ یا تولید انبوه، هزینه قابل توجهی را به همراه داشته باشد.

• محدودیت ابعاد قطعات:

ابعاد قطعاتی که می‌توانند به این روش پوشش داده شوند، محدود است. این محدودیت به ابعاد حوضچه‌های مذاب روی و تجهیزات کارخانه بستگی دارد.

• مشکلات زیست‌محیطی:

فرآیند گالوانیزاسیون گرم می‌تواند منجر به تولید پساب‌های حاوی فلزات سنگین و مواد شیمیایی مضر شود. دفع این پساب‌ها و رعایت الزامات زیست‌محیطی می‌تواند هزینه‌های اضافی را به همراه داشته باشد.

کاربردهای گالوانیزه گرم

گالوانیزاسیون گرم، به دلیل ایجاد پوشش محافظتی بادوام و مقاوم در برابر خوردگی، در صنایع مختلف کاربردهای گسترده‌ای دارد. در زیر به برخی از این کاربردها اشاره می‌کنیم:

• صنعت ساختمان:

اسکلت فلزی ساختمان‌ها: در تیرها، ستون‌ها، میلگردها و سایر قطعات سازه‌ای فولادی برای افزایش طول عمر و مقاومت در برابر زنگ‌زدگی می توان از گالوانیزه گرم استفاده کرد.

پوشش‌های فلزی: ورق‌های فولادی، پانل‌ها و اجزای فلزی سقف و دیوارها برای محافظت در برابر شرایط آب و هوایی و افزایش زیبایی ظاهری، گالوانیزه می‌شوند.

تجهیزات و تاسیسات: این روش برای استفاده در لوله‌ها، مخازن، حفاظ‌ها، نرده‌ها و سایر تجهیزات فلزی مورد استفاده در ساختمان‌ها مناسب است.

• صنعت حمل و نقل:

قطعات خودرو: بدنه خودرو، شاسی، اگزوز، قطعات سیستم تعلیق و سایر قطعات فلزی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی گالوانیزه می‌شوند. با آشنایی بیشتر مقاله کاربرد گالوانیزه در صنعت خودروسازی را مطالعه نمایید.

تجهیزات دریایی: استفاده از این روش در بدنه کشتی‌ها، قایق‌ها، سکوهای نفتی و سایر سازه‌های دریایی برای محافظت در برابر خوردگی ناشی از آب شور و شرایط سخت محیطی مرسوم است.

• صنعت برق و مخابرات:

تیرهای برق و مخابراتی: تیرهای فلزی مورد استفاده برای انتقال برق و خطوط مخابراتی برای مقاومت در برابر خوردگی و شرایط جوی مختلف گالوانیزه می‌شوند.

تجهیزات و قطعات: پست‌های برق، ترانسفورماتورها، تجهیزات مخابراتی و سایر قطعات فلزی مورد استفاده در این صنایع برای افزایش طول عمر و ایمنی نیازمند این روش هستند.

• کشاورزی:

تجهیزات و ادوات کشاورزی: از این روش می توان در ماشین‌آلات کشاورزی، ابزارآلات، سیستم‌های آبیاری و سایر تجهیزات فلزی مورد استفاده در کشاورزی بهره برد.

سازه‌های گلخانه‌ای: اسکلت فلزی گلخانه‌ها، تجهیزات گرمایشی و تهویه و سایر قطعات فلزی برای افزایش طول عمر و مقاومت در برابر شرایط محیطی گلخانه به روش گالوانیزه گرم نیازمند هستند.

• سایر صنایع:

مبلمان و تجهیزات شهری: نیمکت‌ها، سطل‌های زباله، تابلوهای راهنمایی و سایر تجهیزات فلزی مورد استفاده در فضاهای عمومی برای مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی و وندالیسم گالوانیزه می‌شوند.

تجهیزات و ماشین‌آلات صنعتی: یکی دیگر از  کاربردهای این روش استفاده از آن در قطعات فلزی مورد استفاده در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، پتروشیمی، صنایع غذایی و دارویی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی و طول عمر بیشتر است.

جمع بندی

گالوانیزه گرم، فرایندی است که طی آن یک لایه محافظ و ماندگار از جنس روی بر روی سطح فلزات، معمولاً آهن یا فولاد، ایجاد می‌شود. این لایه، مانند یک سپر مستحکم، فلز زیرین را از آسیب‌های ناشی از رطوبت، اکسیژن و سایر عوامل خورنده محافظت می‌کند.